Избор на сензори, основни принципи и критерии за подбор
Всички сензори са класифицирани според измерения параметър. Освен това те могат да бъдат класифицирани като пасивни или активни. В пасивните сензори мощността, необходима за получаване на изход, се осигурява от самото измерено физическо явление (например температура), докато активните сензори изискват външно захранване.
В допълнение, сензорите се класифицират като аналогови или цифрови в зависимост от вида на изходния сигнал. Аналоговите сензори произвеждат непрекъснати сигнали, които са пропорционални на засичания параметър и обикновено изискват аналогово-цифрово преобразуване преди подаване към цифровия контролер.
Цифровите сензори, от друга страна, произвеждат цифрови изходи, които могат да се свързват директно с цифровия контролер. Често цифровите изходи се произвеждат чрез добавяне на A / D преобразувател към сензорния модул.
Ако са необходими много сензори, е по -икономично да изберете прости аналогови сензори и да ги свържете към цифров контролер, оборудван с многоканален A / D преобразувател.
Обикновено изходният сигнал от сензора изисква последваща обработка (преобразуване), преди сигналът да може да бъде подаден към контролера. Изходният сигнал на сензора може да бъде демодулиран, усилен, филтриран и изолиран, така че сигналът да може да бъде получен от конвенционален аналогово-цифров преобразувател на контролера (вижте- Унифицирани аналогови сигнали в системите за автоматизация). Цялата електроника е интегрирана в една микросхема и може да бъде свързана директно с контролери.
Производителят на сензори обикновено предоставя калибрационни криви. Ако сензорите са стабилни, няма нужда да ги калибрирате отново. Сензорът обаче трябва да се калибрира отново, след като се интегрира със системата за управление. Това по същество изисква да се зададе известен вход за сензора и изходът му да се запише, за да се установи правилното мащабиране.
Ако сензорът се използва за измерване на променлив във времето входен сигнал, е необходимо динамично калибриране. Използването на синусоидални входове е най -простият и най -надежден метод за динамично калибриране.
При избора на подходящ сензор за определяне на необходимия физически параметър трябва да се вземат предвид редица статични и динамични фактори. По -долу е даден списък на типичните фактори:
1. Диапазон — разликата между максималната и минималната стойност на прага за измерване на параметъра.
2. Разделителната способност е най -малката промяна, която сензорът може да забележи.
3. Точността е разликата между измерената стойност и истинската стойност.
4. Прецизност — Възможност за повторно измерване с определена точност.
5. Чувствителност — отношението на промяната на изходния сигнал към промяната на входа.
6. Нулево отместване — Ненулева изходна стойност при нулев входен сигнал.
7. Линейност — Процентът на отклонение от най -подходящата линейна калибрационна крива.
8. Нулев дрейф — промяната на изходния сигнал от нулевата стойност за определен период от време при липса на промяна във входния сигнал.
9. Време за реакция — времеви интервал между входните и изходните сигнали.
10. Пропускателна способност — честотата, при която изходът пада с 3 dB.
единадесет.Резонансът е честотата, при която се появява изходният пик.
12. Работна температура — температурният диапазон, над който сензорът трябва да се използва.
13. Мъртва зона — диапазонът от стойности на измерване, които сензорът не може да измери.
14. Съотношение сигнал / шум-съотношението между амплитудите на сигнала и изходния шум.
Изборът на сензор, който отговаря на всички горепосочени изисквания, е труден според изискваната спецификация. Например, изборът на датчик за положение с точност на микрометъра в диапазона от един или няколко метра изключва повечето сензори. В много случаи липсата на необходимия сензор изисква възстановяване на цялата система.
След като горните функционални фактори са удовлетворени, се генерира списък със сензори. Окончателният избор на сензори ще зависи от размера, кондиционирането на сигнала, надеждността, поддръжката и цената.